DE2504050C3 - Kette - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kette der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und z. B. durch die deutsche Offenlegungsschrift 22 33 789 bekanntgewordenen Art

Derartige Ketten weisen Glieder auf, in denen sich jeweils zwei Gelenköffnungen befinden. Deren Gestalt läßt sich mit dem Begriff »eiförmig« umreißen: Eine Stirnseite der Gelenköffnung ist, verglichen mit der gegenüberliegenden Stirnseite, verhältnismäßig klein. Durch die Gelenköffnungen aneinanderliegender Kettenglieder erstrecken sich zwei Gelenkkörper, die im wesentlichen dieselbe Querschnittsform aufweisen. Mit je einer gewölbten Außenfläche liegen sie aneinander an und können an dieser relativ zueinander abrollen. Die restlichen Mantelflächen liegen das jeweils schmalere Ende der zugehörigen Gelenköffnung an.

Bei den bekannten Ketten dieser Art sind die Gelenköffnungen viereckig: Von einem Kreis werden durch zwei nicht parallele Sehnen zwei Kreisabschnitte abgeschnitten. Die Gelenkkörper besitzen zwei ebene Mantelflächen, die unter demselben Winkel gegeneinander geneigt sind, den auch die beiden geradlinigen Sehnen der Gelenköffnung einschließen. Es ist nur eine einzige Arbeitsfläche vorgesehen, die nach außen gekrümmt ist.

Bei derartigen Ketten gibt es nur eine richtige Orientierung, in der die Gelenkkörper in die Gelenköffnung eingesetzt werden dürfen. Dies bedeutet, daß die Montage durch den Orientierungsvorgang aufgehalten und verteuert wird. Da die Gelenkkörper in der Gelenköffnung verkeilt werden, kann ein falsch eingesetzter Gelenkkörper nur mühsam wieder entfernt werden. Bleibt ein versehentlich fehlorientierter Gelenkkörper in der Kette, so arbeiten an diesem Gelenk nicht die hierfür bestimmten Arbeitsflächen gegeneinander. Die Folge ist ein besonders rasches Abnutzen der Kette an dieser Stelle. Auch die richtig eingesetzten

Gelenkkörper unterliegen einem raschen Verschleiß, da

sie nur eine Arbeitsfläche besitzen. Ist diese im

Gebrauch abgenutzt, ist der gesamte Gelenkkörper

unbrauchbar und muß ausgetauscht werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Ketten der

ts im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß beim Vermeiden des Falscheinsetzens der Gelenkkörper vor allem auch die Möglichkeit gleichmäßiger Abnutzung an diesen erreicht ist

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 und 3 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.

Es ist zwar durch die US-Patentschrift 1819 185 eine Kette bekanntgeworden, bei der die Gelenkkörper einen Querschnitt mit dreizähliger Symmetrie aufweisen und drei identische Arbeitsflächen besitzen und wobei abgerundete Ecken vorgesehen sind und die Gliederöffnungen Wandabschnitte aufweisen, die zu Arbeitsflächen der Gelenkkörper komplementär sind. Jedoch sind die sonstigen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert als bei der Erfindung.

Die Montage der erfindungsgemäßen Kette erfolgt mit geringstem Aufwand ohne teure und zeitraubende Kontrollvorgänge. Ein falsches Einsetzen der Gelenkkörper und hierdurch verursachte Kettenbrüche sind nicht möglich. Die Lebensdauer des einzelnen Gelenkkörpers ist durch die Tatsache erheblich verlängert, daß jeder Gelenkkörper drei Arbeitsflächen aufweist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 eine teilweise Draufsicht auf eine Kette mit weggebrochenen Teilen,

F i g. 2 eine seitliche Ansicht auf die in F i g. 1 dargestellte Kette in Richtung der Linie 2-2 von F i g. 1, wobei die Gelenkkörper im Schnitt dargestellt sind,
F i g. 3 eine Aufsicht auf ein Kettenglied der in den

F i g. 1 und 2 dargestellten Kette,

F i g. 4 Einzelheiten der Form der Gliederöffnung und der Form der Gelenkkörper,

F i g. 5 eine Darstellung der geometrischen Form der Gliederöffnung und der Gestalt der Gelenkkörper,

F i g. 6 bis 9 unterschiedliche Hypotrochoiden,

Fig. 10 ein Schaubild, anhand dessen die Erzeugung einer einer Hypotrochoiden ähnlichen Gestaltsform erläutert wird.
Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Zahnkette 10, welche eine Mehrzahl gleicher Kettenglieder 12 aufweist Die Kettenglieder 12 sind in der Zahnkette 10 in gegeneinander versetzten Sätzen 14 und 16 fluchtend angeordnet Diese sind miteinander durch Wälzgelenke 18 verbunden, die zwei Gelenkkörper, nämlich einen Stift 20 und einen Kippkörper 22, aufweisen. Dabei weisen die Gelenkkörper den gleichen Querschnitt auf und finden in Gliederöffnungen 24 Aufnahme.

Die zusammengebauten Kettenglieder werden von

Führungsgliedern 26 flankiert, durch welche die Zahnkette 10 auf einem Kettenrad positioniert wird.

Der einzige Unterschied zwischen den Abmessungen eines Stiftes 20 und eines Kippkörpers 22 ist deren Länge. Die Länge des Stiftes 20 ist gröEsr als die des Kippkörpers 22. Von der Funktion her ist der einzige Unterschied zwischen einem Stift 20 und einem Kippkörper 22 der, daß der Stift 20 zum Zusammenhalten der Zahnkette 10 in seitlicher Richtung dient Im folgenden werden 'daher der Stift 20 und der Kippkörper 22 gleichermaßen als Gelenkkörper bezeichnet

Die Gelenkkörper gleichen sich bezüglich ihrer Querschnittsform und ihrer Querschnittsfläche. Der Querschnitt jedes Gelenkkörpers hat im wesentlichen is dreieckige Gesta!t, wobei gekrümmte Arbeitsflächen 30 einen verhältnismäßig großen Krümmungsradius aufweisen. Benachbarte Arbeitsflächen 30 der Gelenkkörpsr sind durch gebogene Ecken 32 mit kleinerem Krümmungsradius derart verbunden, dal? eine Anordnung mit dreizähliger Symmetrie erhalten wird. Eine derartige Querschnittsform entspricht beispielsweise einer dreiflügeligem Hypotrochoide.

Die F i g. 3 zeigt Einzelheiten des Kettengliedes 12 in größerem Maßstabe. Das Kettenglied 12 trägt nach unten weisende äußere Zahnabschnitte 15, die durch eine glatte, stetige Innenfläche 17 verbunden sind. An in F i g. 2 dargestellten Flanken 12Λ liegen die Kettenglieder 12 beispielsweise an den Zähnen eines Kettenrades oder eines anderen Teiles einer Transmission an.

Jede Gliederöffnung 24 ist symmetrisch zu der Mittellinie 21 des Kettengliedes 12 angeordnet Die Gliederöffnungen I!4 haben im wesentlichen eiförmige Gestalt d. h. ihre Gestalt entspricht der eines Längsschnittes durch ein Hühnerei Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Mittellinie 46 der Gliederöffnung 24, zu der sie symmetrisch ausgebildet ist, schräg zu der Zuglinie 34 der Zahnkette 10 angeordnet wenn die Zahnkette 10 geradlinig verläuft Jede Gliederöffnung 24 ist gestreckt und hat Wände mit glatt ineinander übergehenden Abschnitten, wobei die Mittellinie 46 einer jeden Gliederöffnung 24 im wesentlichen in Längsrichtung eines jeden Kettengliedes 12 verläuft Die Mittellinie 4b der Gliederöffnung 24 kann aber bei geradlinig gestreckter Zahnkette auch auf der Zuglinie 34 liegm

In F i g. 5 ist die Gestalt der Gliederöffnungen 24 der Kettenglieder 12 und die Gestalt der Oberflächen der Gelenkkörper 79 und 22 näher dargestellt

Die die Gliederöffnung 24 begrenzenden Wandflä- so chen sind durchlaufend und weisen keine einspringenden Flächenabschniitte auf. Dies ist zur Vermeidung von Spannungsspitzen um die Gliederöffnung 24 herum sehr wichtig. Die Gliederöffnung 24 ist so gestaltet, daß sie zum Ende des Keltengliedes hin ein schmaleres Ende und zur Mitte des Kettengliedes hin ein breiteres Ende aufweist

Jede Gliederöffnung 24 ist so geformt daß bei Belastung der Zahnkette 10 ein Flügel eines Gelenkkörpers 20,22 an einem stärker gekrümmten Stirnabschnitt 36 der Gliederölfnung 24 anliegt und daß die benachbarten Arbeitsflächen 30 des Gelenkkörpers 20 zumindest benachbarte Wandabschnitte 38 und 40 der Gliederöffnung 24 berühren und an diesen anliegen. Die Wandflächen der Gliederöffnungen 24 weisen im wesentlichen eine ku der Krümmung der Arbeitsflächen 30 der Gelenkkörper 20 und 22 komplementäre Krümmung auf und laufen bei dem schmaleren Stirnabschnitt 36 aufeinander zu. Vorzugsweise ist die Gestalt der Gliederöffnung und des Gelenkkörpers so gewählt, daß der Gelenkkörper in den Stirnabschnitt 36 eingreift und völlig in diesem einsitzt, wenn die Zahnkette unter Zugbelastung steht Durch dieses Einsitzen wird eine durchgängige flächige Berührung zwischen dem Gelenkkörper und der Gliederöffnung sichergestellt, wodurch lokale Spannungsspitzen im Bereich des Stirnabschnittes 36 des Kettengliedes vermieden werden. Der Stirnabschnitt 36 und die benachbarten Wandabschnitte 38 und 40 stellen zusammen eine in der Gliederöffnung 24 ausgebildete, Kräfte übertragende Fläche dar, da die über die Zahnkette übertragenen Kräfte zwischen den Gelenkkörpern 20 oder 22 und der Wand der Gliederöffnung 24 im Bereich des Stirnwandabschnittes 36 übertragen werden. Ein breiterer Endabschnitt 42 jeder Gliederöffnung 24 (vgL F i g. 2 und 4) erlaubt eine Rollbewegung der Gelenkkörper 20, 22 gegeneinander. Bei der bevorzugten Ausführungsform endet der breitere Endabschnitt 42, wie aus den F i g. 3 und 5 ersichtlich ist, in einem einzigen, einen großen Radius aufweisenden Kreisbogen, der zwei Funktionen erfüllt Zum einen werden erhöhte Spannungen in seiner Nachbarschaft vermindert, zum anderen wird das Einsetzen der Gelenkkörper beim Zusammenbau der Zahnkette erleichtert Läuft die Kette längs eines gekrümmten Weges, se werden die Gelenkkörper 20, 22 auf benachbarten Arbeitsflächen 30 gegeneinander gekippt Als Querschnittsfläche für Gelenkkörper und geeignete Arbeitsflächen 30 kann eine dreiflügelige Hypotrochoide verwendet werden. Diese wird durch folgende Gleichungen beschrieben:

y = r(2 sin « + a sin 2 «)
χ — r(2 cos α — a cos 2 λ) .

r,a — Parameter

Die F i g. 6 bis 9 zeigen einige Hypotrochoiden. Der Parameter ist für jede Figur derselbe. Die erhaltenen Kurvenformen unterscheiden sich durch den für den Parameter »a« gewählten Wert Ist »a«=0, so ist die Kurve ein Kreis mit Radius 2 r. Wird »a« auf 0,5 erhöht so nähert sich die Gestalt der Kurve einem Dreieck mit abgerundeten Ecken. Ist »a« größer als 0,5, so werden die Seiten konkav und die Ecken werden schärfer. Ist a=l,0, so erhält man eine unter dem Namen Hypozykloide bekannte Kurve. Ihre Seiten sind noch stärker konkav und ihre scharfen Ecken werden durch Punkte gebildet die auf dem feststehenden Kreis liegen.

Geeignete Werte von »a« liegen im Bereich zwischen 0 und OA wobei vorzugsweise Werte im Bereich zwischen 0,15 und 0,5 verwendet werden. Hat »a« den Wert 03, so erhält man eine Kurve ähnlich zu der in F i g. 7 dargestellten. Die Form dieser Kurve kann sehr gut dadurch angenähert werden, daß man eine Kurve aus Kreisbögen zusammensetzt wie in Fig. 10 dargestellt ist Dort sind die Seiten der Kurve durch Kreisbögen mit einem Radius G gebildet, während die Ecken durch Kreisbögen mit einem Radius g gebildet sind. Die Kreisbögen sind auf um 120° gegeneinander versetzten Achsen angeordnet

Der Stirnabschnitt 36 der Gliederöffnung 24 ist vorzugsweise 60% des Radius des größeren Endabschnittes 42; ferner ist der Radius der Arbeitsflächen 30 vorzugsweise halb so groß wie der Zahnabstand der Kette.

Da jeder der Gelenkkörper 20,22 drei Arbeitsflächen

30 aufweist, kann die Zahnkette beim Auftreten von Abnützungserscheinungen auf den Arbeitsflächen benachbarter Gelenkkörper wieder neu zusammengesetzt und verstiftet werden, indem einer der Gelenkkörper oder beide Gelenkkörper um 120° gedreht werden, wodurch das Wälzgelenk neue, nicht abgenützte Arbeivfiächori erhält.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kette mit einer Reihe von sich überlappenden und wechselseitig miteinander verbundenen Sätzen von Kettengliedern, die jeweils zwei Gliederöffnungen mit im wesentlichen eiförmiger Gestalt aufweisen, wobei ein Stirnabschnitt verhältnismäßig breit und ein Stirnabschnitt verhältnismäßig schmal ist, wobei die Gliederöffnungen in Längsrichtung des Kettengliedes ausgerichtet sind; mit jeweils zwei Gelenkkörpern von im wesentlichen gleichem Querschnitt, die in den fluchtenden Gliederöffnungen angeordnet sind, an einer Arbeitsfläche aneinander abrollen und mit den anderen Flächen an den engeren Stirnabschnitt der Gliederöffnungen anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkkörper (20, 22) einen Quei-schnitt mit droizähliger Symmetrie aufweisen und drei identische, nach außen mit verhältnismäßig großem Abstand gekrümmte Arbeitsflächen (30) besitzen, die durch Ecken (32) mit verhältnismäßig kleinem Radius verbunden sind, und daß die vom breiten Stirnabschnitt (42) zum schmalen Stirnabschnitt (36) aufeinanderzulaufenden Wandabschnitte (38,40) der Gliederöffnungen (24) mit einer Krümmung versehen sind, die zu der Krümmung der Arbeitsfläche (30) der Gelenkkörper (20,22) komplementär ist

2. Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkkörper (20, 22) in an sich bekannter Weise im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen.

3. Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsseiten der Gelenkkörper (20, 22) durch konvexe Hypotrochoiden begrenzt sind.